驱动臂中心距测量系统的可靠性评估

刘鹏

[摘要]本文所研究的驱动臂类零件是安装在发动机压气机前机匣外侧，用于连接联动环与可调静子叶片，以实现静子叶片角度的调整。其中驱动臂零件中心距尺寸的一致性对系统的驱动力与阻滞力有较大影响。本文主要对某型机驱动臂类零件中心距的测量系统进行可靠性评估，以保证驱动臂零件中心距测量结果的准确性。

[关键词]驱动臂;中心距;测量系统;测量不确定度;可靠性

前言

测量不确定度是对测量结果质量的定量表征，测量结果的可用性很大程度上取决于其不确定度的大小，测量不确定度意味着对测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度。测量不确定度由测量误差引起，用标准差标识，包括标准不确定度（u）和扩展不确定度（U）两类。结合测具和实际生产情况，将以扩展不确定度对摇臂中心距测具进行不确定度计算。

1.零件简介

某型别驱动臂组合件由销轴和驱动臂单件组成。两个零件是通过镦头铆接的形式将其连接起来。驱动臂中心距尺寸为型槽部位一边到销轴轴心的距离，公差为士0.06mm，分为3组.每组公差范围为0.04mm。

2.测量系统简介

驱动臂测量系统选用四连杆机构的快速夹钳进行压紧，该机构是应用连杆机构的死点原理而制造的，这样就使零件的压紧过程通过挂拉连杆就可以顺利实现。另外为实现快速得到标准长度的目标，将对表块安装在测具上通过滑道实现快速对表，其结构示意图如下图所示。

为保证测量结果的准确性，针对测量系统指定了两套方案：

方案一：采用螺栓手动顶紧零件，指针式百分表读数;

方案二：采用限力扳手限力顶紧零件，数显百分表读数。

3.測量系统可靠性评估

测量系统方案一的可靠性评估

3.1测量方法

用三坐标测量机对被测得标准样块的标准长度进行直接测量。百分表（70227）的测量不确定度见标准JJG34-1996《指示表检定规程》。

3.2测量仪器

3.2.1三坐标测量机，编号：7209691，校准日期2014年10月13曰，有效期1年。（见校准证书：LY字笫1430387号）该仪器示值误差的测量不确定度：U=（0. 14+0. 44L/1000）um，包含因子k=2。

3.2.2百分表，编号：70227，量程：0-3mm，有效期2015年5月22曰至2016年5月22日。标准JJG34-1996《指示表检定规程》，得出该百分表的测量扩展不确定度U=3.75um。

3.2.3温度系数的影响可忽略：

3.3实测记录

在检测间，使用三坐标测量机，编号：7209691，测得的标准样块的标准长度。

测量次数n=16，测量结果为L均值=55.002mm

3.4测量不确定度评定

3.4.1测量模型

中心距尺寸=标准样块尺寸（L）+百分表示值（△）-理论值（2.15）

3.4.2标准不确定度分量

（一）标准样块的测量不确定度

（1）A类评定

由实测数据活算的标准差s为：

故标准不确定度分量ui（R均）

（2）B类评定

根据三坐标测量机的技术指标，确定U为：

U=（0.14+0.44L/1000） um，k=2;并取L=100;

则标准不确定度U2（R均）为：U/k

U2（R均）=U/k=（0.14+0.44X100/1000）/2=0.1um

（3）合成标准不确定度

由于上述2项标准不确定度分量之间不相关，所以合成标准不确定度为：

（4）扩展不确定度

取k=2，故扩展不确定度U样块=k*Uc（R均）≈0.5um=0.0005mm

（二）百分表的扩展不确定度

百分表的扩展不确定度U为：U百分表=3.75um=0.00375mm

3.4.3输出估计值不确定度的计笕

输出估计值扩展不确定度U为：

U=U样块+U百分表=0.0005+0.00375=0.00425mm≈0.005mm

3.5测量结果报告

该测具的测置长度均值L均=（54.852土0.005）mm，该测具的扩展不确定度U=5um，包含因子k=2（即置信水平95%），符合中心距分组的设计要求（54.85土0.02） mm，故该中心距测具可用于生产中。

同理，针对测量系统方案二进行的可靠性评估结果为：该测具的测量长度均值L均=（54.853±0.005）mm，该测具的扩展不确定度U=4um，包含因子k=2（即置信水平95%），符合中心距分组的设计要求（54.85土0.02）mm，故该中心距测具亦可用于生产中。

4.测量系统可靠性的评估结论

通过对摇臂测量系统的可靠性评估可以看出，两套方案均可用于零件生产。从实际使用方面，方案一的测量效率约为方案二的2倍左右。因此，工厂生产时，选择方案一比较适宜。

参考文献

[1]王润孝.先进测量技术导论.2004（1）科学出版社，2004：295.

[2]冯丽萍.公差配合与测量技术.2009（1）机械出版社，2006：68.